[发明专利]用于基于光的肺部可视化的系统和方法

说明书

一种用于肺部的基于光的询问的系统，包括存储器、电磁(EM)板、延长的工作通道(EWC)、EM传感器、光源、受光器，以及处理器。存储器存储管腔网络的3D模型和通路计划，并且EM板生成EM场。EWC根据通路计划朝目标导航患者的管腔网络，并且EM传感器从EWC的远端向远侧延伸并且被配置为感测EM场。光源位于EWC处或EWC周围并且发射光，并且受光器位于EWC处或EWC周围并且被配置为感测从管腔网络的气道反射的光。处理器将反射的光转换成基于光的数据并且识别组织的类型或密度。

技术领域

本公开内容涉及用于基于光的肺部可视化的系统和方法。更具体而言，本公开内容涉及将肺部气道的基于光的可视图像增强到由其它成像模态获得的图像并且识别肺部组织的类型的系统和方法。

背景技术

对于肺部疾病(诸如哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)和慢性阻塞性肺部疾病(COLD))或者对于肺部相关疾病的护理标准主要集中在一般对患者是高度侵入性的医疗和/或药物管理。例如，已经报道了数十年经由局部和侵入性手段(例如，外科手术)的肺去神经可以对哮喘或肺气肿提供治疗益处。

电磁导航(EMN)已经帮助扩大治疗诸如肺部的管腔网络的可能性。EMN依赖于非侵入性成像技术，诸如计算机断层扫描(CT)扫描、磁共振成像(MRI)或荧光透视技术。EMN与这些非侵入性成像技术相结合也已经被用来识别目标的位置并帮助临床医生导航肺部的管腔网络到达目标。但是，由这些非侵入性成像技术生成的图像已无法提供足够的分辨率来识别与管腔网络平行延伸的这种神经位置的特征。另外，当执行治疗时，利用这些非侵入性成像技术的附加图像必须已经被执行，以确定治疗是否已经完成。这增加了患者暴露给有害X射线或物质的次数和治疗成本。还有，存在对被治疗的区域的更大分辨率的持续期望。因此，存在对于提供更大分辨率并且在操作中临床高效的成像模态的持续的需求。

发明内容

在一方面，本公开内容的特征是用于肺部的基于光的询问的系统。该系统包括存储器、电磁(EM)板、延长的工作通道(EWC)、EM传感器、光源、受光器，以及处理器。存储器存储管腔网络的3D模型和管腔网络的通路计划，并且EM板被配置为生成EM场。EWC根据通路计划朝目标导航患者的管腔网络，并且EM传感器从EWC的远端向远侧延伸并且被配置为感测EM场。光源位于EWC处或EWC周围并且被配置为发射光，并且受光器位于EWC处或EWC周围并且被配置为感测从管腔网络的气道反射的光。处理器被配置为将反射的光转换成基于光的数据并且被配置为识别组织的类型或密度、识别一个或多个血管的存在、生成可视图像、或者集成基于光的数据与3D模型。

在一方面，该系统还包括被配置为显示集成的基于光的数据与3D模型的显示设备。显示器还被配置为基于EM传感器的位置显示状态。该状态可以指示EM传感器是位于不在目标的位置处、位于目标处、还是位于与健康组织相邻的位置处，以及对目标的治疗是否完成。所生成的图像示出管腔网络的内部。

在一方面，所生成的可视图像的分辨率比3D模型的分辨率更精细。

在另一方面，光源和受光器位于EWC的远端处或位于EWC的远端的周围。

在另一方面，所生成的图像的集成位置是基于3D模型中EM传感器的位置的。

在另一方面，处理器还被配置为基于该基于光的数据确定治疗设备是否在目标处。

在还有另一方面，处理器还被配置为基于目标的密度确定治疗的充分性，其中目标的密度是根据基于光的数据的。

在还有另一方面，处理器还被配置为基于利用荧光染料染色的目标的荧光色的变化确定治疗的充分性。

在还有另一方面，处理器基于肺部组织的反射模式利用预测性算法执行光谱分析。

在另一方面，光源和受光器集成到共焦成像设备或光学相干断层扫描设备中。